CN115698868A - 具有内置同轴照射的光刻预对准成像传感器 - Google Patents

Abstract

披露了一种图案形成装置预对准传感器系统。所述系统包括至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束。所述系统还包括沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束。所述系统还包括第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束。所述系统还包括第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器。所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。

Description

具有内置同轴照射的光刻预对准成像传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月9日递交的美国临时专利申请号63/036,645的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中

技术领域

本发明涉及具有内置同轴照射的预对准成像传感器，所述预对准成像传感器可以用于例如光刻设备中。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)或设计成具有功能的其它器件的制造中。在这种情况下，图案形成装置(可替代地被称为掩模或掩模版)可以被用于产生待形成在设计成具有功能的器件的单层上的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网格。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案的同时平行或反向平行于该方向同步地扫描衬底来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。

制造器件(诸如半导体器件)典型地涉及使用多个制备过程处理衬底(例如，半导体晶片)，以形成所述器件的各个特征和通常多个层。这些层和/特征典型地使用例如沉积、光刻术、蚀刻、化学机械抛光、离子注入来制造和处理。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，然后将它们分成单独的器件。这种器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案转印步骤，诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻，以将图案转印到衬底上，并且典型地但可选地涉及一个或更多个有关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤所述衬底、由蚀刻设备蚀刻所述图案等。另外，一个或更多个量测过程被包含于所述图案化过程中。

在图案化过程期间的各个步骤处使用量测过程以监测和/或控制所述过程。例如，量测过程被用于测量衬底的一个或更多个特性，诸如在所述图案化过程期间形成在所述衬底上的特征的相对位置(例如，配准、重叠、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如所述图案化过程的性能可以根据所述一个或更多个特性来确定。如果所述一个或更多个特性是不可接受的(例如，在特性的预定范围之外)，则所述图案化过程的一个或更多个变量可以例如基于所述一个或更多个特性的测量结果来设计或变更，使得由所述图案化过程制造的衬底具有可接受的特性。

随着光刻和其它图案化过程技术的进步，功能元件的尺寸已经持续减小而每器件的所述功能元件(诸如晶体管)的量在上方几十年来稳定地增加。同时，在重叠、临界尺寸(CD)等方面的准确性即精度的要求变得越来越严格。误差(诸如重叠中的误差、CD中的误差等)将不可避免地在所述图案化过程中产生。例如，成像误差可能由光学像差、图案形成装置加热、图案形成装置误差、和/或衬底加热所产生，并且可以依据例如重叠、CD等来表征。另外或替代地，误差可能在所述图案化过程的其它部分中(诸如在蚀刻、显影、焙烤等中)被引入，并且类似地可以依据例如重叠、CD等来表征。所述误差可能在所述器件的功能方面导致问题，包括所述器件的功能失效、或功能器件的一个或更多个电气问题。因此，期望能够表征这些误差中的一个或更多个误差，并且采取措施对图案化过程进行设计、修改、控制等，以减少或最小化这些误差中的一个或更多个误差。

可能产生的一个这样的误差涉及将所述图案形成装置转移到对应的图案形成装置静电卡盘并且连同所述对应的图案形成装置静电卡盘一起转移。如果所述图案形成装置和图案形成装置静电卡盘的相对倾斜不合适，则这种转移可能导致对图案形成装置、卡盘、或这两者的潜在损坏。例如，图案形成装置的机械和定位公差即容许度的变化会导致高的拐角部冲击和与静电卡盘的不可预测的第一接触点，因而潜在地损坏其中一者或两者。

此外，所述图案形成装置的相对倾斜、和/或由倾斜的图案形成装置在其被转移至静电卡盘时所引起的损坏也可能导致图案形成过程中的潜在不准确性，这可能导致损坏的或不执行的电路。如此，由于装备的损坏、低效的处理、浪费、和处理延迟，这些误差也可能导致增加成本。

发明内容

因此，需要提供一种图案形成装置的预对准图像传感器，以在转移操作期间保护所述图案形成装置和静电卡盘，并且进一步确保图案化准确度。

在一些实施例中，所披露的图案形成装置预对准传感器系统包括：至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器。所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第一光反射器，并且被配置成沿所述物镜组通路发射所述入射束。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括靠近于所述第一图像透镜组通路布置的第一照射源；以及所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿第一图像透镜组通路的方向。

在一些实施例中，所述第一光反射器包括第一分束器；以及所述系统还包括：下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一分束器的所述0阶折射束；第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器。所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外的部位特征。

在一些实施例中，所述第一光传感器和所述第二光传感器被配置成检测所述第一回射束和所述第二回射束以确定所述图案形成装置的X-Y平面部位特征和旋转特征。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束。

在一些实施例中，所述第一照射源同时地照射所述第一透镜组通路和第二图像透镜组通路。

在一些实施例中，所述至少一个照射源还包括第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括：第一照射源，被布置成靠近于所述第一图像透镜组通路；和第二照射源，被布置成靠近于所述第二图像透镜组通路。所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向；以及所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的第二方向。

在一些实施例中，所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

在一些实施例中，所述系统还包括：第三光反射器，所述第三光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第三回射束；和第三图像透镜组通路，所述第三图像透镜组通路包括被配置成将所述第三回射束聚焦到第三光传感器的准直器。所述第三光传感器被配置成检测被聚焦的第三回射束以确定所述图案形成装置的相对倾斜。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束，以同时地照射所述第一图像透镜组通路、第二图像透镜组通路和所述第三图像透镜组通路。

在一些实施例中，所述至少一个照射源还包括：第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括产生准直束的第三光源，所述准直束照射所述图案形成装置；所述第三光传感器被配置成基于所述第三光传感器的焦点与由所述被聚焦的第三回射束所产生的点之间的位移测量值来测量所述图案形成装置的所述相对倾斜。

在一些实施例中，所述第三光源是被配置成提供对所述图案形成装置的均匀照射的同轴科勒照射源。

在一些实施例中，所述第三光源被布置成靠近于所述第三图像透镜组通路。所述第三图像透镜组通路包括第三源反射器，所述第三源反射器被配置成将从所述第三照射源发射的准直束重定向到沿第三图像透镜组通路的第三方向。

在一些实施例中，所述第三光源被布置在所述物镜组通路内。

在一些实施例中，所述至少一个照射源包括：第一照射源，被布置成与所述第一图像透镜组通路相邻；第二照射源，被布置成与所述第二图像透镜组通路相邻；第三照射源，被布置成与所述第三图像透镜组通路相邻。在一些实施例中，所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向，所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的方向，并且所述第三图像透镜组通路包括第三源反射器，所述第三源反射器被配置成将从所述第三照射源发射的入射光重定向到沿所述第三图像透镜组通路的方向。

在一些实施例中，本公开也提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括所披露的图案形成装置预对准传感器系统。

在下文中参考随附附图详细地描述本发明的另外的特征和优点、以及本发明的各个实施例的结构和操作。应注意，本发明不限于本文描述的具体实施例。本文仅出于说明性的目的来呈现这样的实施例。基于本发明中包含的教导，相关领域技术人员将明白额外的实施例。

附图说明

并入本文中并构成说明书的一部分的随附附图图示出本发明，并且与描述一起进一步用于解释本发明的原理并使相关领域的技术人员能够完成并使用本发明。

图1示出根据一些实施例的反射型光刻设备的示意图；

图2示出根据一些实施例的透射型光刻设备的示意图；

图3示出根据一些实施例的反射型光刻设备的详细示意图；

图4示出根据一些实施例的光刻单元的示意图；以及

图5至图10示出了根据各个实施例的各种预对准传感器系统的示意图。

根据下文阐明的详细描述，当与附图结合时，将明白本发明的特征和优点，其中整个附图中相似的附图标记标识相应的元件。在附图中，相似的附图标记通常指示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识其中所述附图标记第一次出现的附图。除非另有陈述，否则遍及本公开提供的附图不应被解释为成比例的附图。

具体实施方式

本说明书公开了包含本发明的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅仅例示本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明由随附于其的权利要求来限定。

所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等指示所描述的实施例可以包括具体的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括所述具体的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指同一实施例。另外，当结合实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，与其它实施例相结合来实现这样的特征、结构或特性均在本领域技术人员的知识范围内。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“较低”、“上方”、“在……上”、“较高”等，以描述如附图中图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作时除了图中描绘的定向之外的不同定向。所述设备可以被另外定向(转动90度或处于其它定向)并且本文中使用的空间地相对描述语可以同样被相应地解释。

本文中使用的术语“大约”指示与可以基于具体技术而变化的给定量相关的值。基于所述特定技术，术语“约”可以指示给定量的值，所述值在例如所述值的上下10-30％(例如，所述值的±10％、±20％或±30％)内变化。

可以以硬件、固件、软件或其任何组合实施本公开的实施例。本公开的实施例也可以被实施为存储在机器可读介质上的可以由一个或更多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质可以包括用于以能够由机器(例如，计算装置)读取的形式存储或传输信息的任何机构。例如，机器可读磁存储介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等等。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、和/或指令描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作实际上由计算装置，处理器，控制器，或执行固件、软件、例程、非短暂性计算机可读指令等的其它装置产生。

然而，在更详细地描述这样的实施例之前，呈现可以实施本公开的实施例的示例环境是有指导意义的。

示例光刻系统

图1和图2分别是根据一些实施例的光刻设备100和光刻设备200的示意图。在一些实施例中，光刻设备100和光刻设备200各自包括以下件：照射系统(照射器)IL，所述照射系统配置成调节辐射束B(例如，深紫外或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构配置成支撑图案形成装置(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并连接至配置成准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；和衬底台(例如，晶片台)WT，所述衬底台配置成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并连接至配置成准确地定位衬底W的第二定位器PW。如本文中将进一步描述的，所述照射器的其它配置可以被实施以改善照射和涉及的紧凑度。

光刻设备100和200还具有投影系统PS，所述投影系统配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)C上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS被反射型的。在光刻设备200中，图案形成装置MA和投影系统PS透射型的。

所述照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、反射折射性型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或者它们的任何组合，用于对所述辐射束B进行引导、成形或控制。

所述支撑结构MT以依赖于所述图案形成装置MA相对于参考系的定向、所述光刻设备100和200至少一个光刻设备的设计、和其它条件(诸如所述图案形成装置MA是否保持在真空环境中)来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的、或其它夹持技术来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。通过使用传感器，所述支撑结构MT可以确保所述图案形成装置MA例如相对于所述投影系统PS位于期望的位置。

术语“图案形成装置”MA被广义地解释为表示能够用于在辐射束B的横截面中向所述辐射束B赋予图案、以便在衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。赋予所述辐射束B的图案可以与在所述目标部分C中产生以形成集成电路的器件的特定功能层相对应。

所述图案形成装置MA可以是透射型的(如图2的光刻设备200中那样)或反射型的(如图1的光刻设备100中那样)。图案形成装置的示例MA包括掩模版/掩模、可编程反射镜阵列、和可编程LCD面板。掩模在光刻中是公知的，包括诸如二元掩模、交替相移掩模、和衰减相移掩模、以及各种混合掩模类型的掩膜类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独地倾斜以便在不同方向反射入射的辐射束。被倾斜的反射镜将图案赋予由小反射镜的矩阵反射的所述辐射束B。

在本文中所使用的术语“投影系统”PS包括任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任何组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如在衬底W上使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可能吸收过多的辐射或电子。真空环境可能因此借助于真空壁和真空泵而被提供至整个束路径。

光刻设备100和/或光刻设备200可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台WT(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平衬底台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。在一些情形下，额外的台可以不是衬底台WT。

参考图1A和1B，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。当源SO是准分子激光器时，源SO和光刻设备100、200是分立的物理实体。在这种情况下，不认为所述源SO构成光刻设备100或200的一部分，并且所述辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(在图2中)而从所述源SO传递至所述照射器IL。在其它情况下，源SO可以是光刻设备100、200的组成部分--例如当源SO是汞灯时。可以将所述源SO和照射器IL以及需要时设置的束传递系统BD一起称作辐射系统。

所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(在图2中)。通常，至少可以调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的外部径向范围及/或内部径向范围(通常分别称为-外部和-内部)。此外，照射器IL可以包括各种其它部件(在图2中)，诸如积分器IN和聚光器CO。可以将照射器IL用于调整辐射束B，以便在其截面中具有期望的均一性和强度分布。

参考图1，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模)MA上并被所述图案形成装置MA图案化，所述图案形成装置MA被保持在所述支撑结构(例如，掩模台)MT上。在光刻设备100中，所述辐射束B从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射。在已从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射时，辐射束B传递通过投影系统PS，投影系统PS将所述辐射束B聚焦B到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中)。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器IF1可以用来相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述图案形成装置(例如，掩模)MA。图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。

参考图2，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模MA)上并被所述图案形成装置图案化，所述图案形成装置MA被保持在所述支撑结构(例如，掩模台MT)上。在已横穿所述掩模MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。投影系统具有与照射系统光瞳IPU共轭的光瞳PPU。辐射的部分源自在所述照射系统光瞳IPU处的强度分布，并横穿所述掩模图案而不受掩模图案处的衍射的影响，并产生在所述照射系统光瞳IPU处的强度分布的图像。

借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中)。类似地，(例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间)可以将第一定位器PM和另一位置传感器(未在图2中示出)用于相对于辐射束B的路径准确地定位掩模MA。

在一些实施例中，可以借助于构成所述第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现所述掩模台MT的移动。类似地，可以采用构成第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进器的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。掩模MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2，和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些被称为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，图案形成装置对准标记可以位于这些管芯之间。

掩模台MT和图案形成装置MA可以位于真空腔室中，其中真空内机器人IVR可以被用于将图案形成装置(诸如掩模或掩模版)移入和移出真空腔室。替代地，当掩模台MT和图案形成装置MA处于真空腔室以外时，真空外机器人可以类似于真空内机器人IVR那样用于各种运输操作。处于真空和真空外机器人两者都需要被校准以将任何有效负载(例如，掩模)流畅地转移至转移站的固定的运动学安装件。

光刻设备2002可以包括图案形成装置转移系统。示例图案形成装置转移系统可以是图案形成装置交换设备(V)，包括例如真空内机器人IVR、掩模台MT、第一定位器PM和用于转移和定位图案形成装置的其它类似的部件。图案形成装置交换设备V可以被配置成在承载容器的图案形成装置以及处理工具(例如，设备200)之间转移图案形成装置。

光刻设备100和200可以用于以下模式中的至少一种：

1.在步进模式，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT基本上保持静止，而赋予到辐射束的整个图案被一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台WT在X和/或Y方向上移动，使得可以曝光不同的目标部分C。

2.在扫描模式，同步扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT，同时赋予到辐射束的图案被投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向。

3.在另一模式中，在将保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)MT保持为大致固定且所述衬底台WT是移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在衬底台WT的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于被应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用所描述的使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变型。

在一些实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，所述极紫外(EUV)源被配置成产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，EUV源配置在辐射系统中，并且相应的照射系统配置成调整EUV源的EUV辐射束。

图3更详细地示出了光刻设备300，包括所述源收集器设备SO、所述照射系统IL和所述投影系统PS。源收集器设备SO是构造并布置成使得保持在源收集器设备SO的围封结构220中的真空环境。发射EUV辐射的等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。可以通过气体或蒸汽(例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)产生EUV辐射在所述气体或蒸汽中非常热的等离子体210被产生以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过引起至少部分电离的等离子体的放电而产生非常热的等离子体210。为了有效产生辐射，可能需要为例如分压为10Pa的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在一些实施例中，提供被激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。

由热等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的气体阻挡部或污染物陷阱230(在一些情况下也被称为污染物阻挡部或翼片阱)而被传递到收集器腔室212中。所述污染物陷阱230可以包括通路结构。污染物陷阱230也可以包括气体阻挡部，或气体阻挡部与通路结构的组合。如本领域中已知的，本文中进一步示出的所述污染物陷阱或污染物阻挡件230至少包括通路结构。

所述收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿收集器CO的辐射可以被反射出以被聚焦在虚源点IF处。所述虚拟源点通常称为中间焦点IF，并且所述源收集器设备被布置成使得所述中间焦点IF位于所述围封结构220中的开口219处或附近。所述虚拟源点IF是辐射发射等离子体210的图像。光栅光谱滤波器240特别地被用于抑制红外(IR)辐射。

随后，所述辐射横穿所述照射系统IL，所述照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，所述琢面场反射镜装置222和所述琢面光瞳反射镜装置224被布置成在所述图案形成装置MA处提供辐射束221的期望的角分布，以及在所述图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均一性。当辐射束221在所述图案形成装置MA处被反射时，由所述支撑结构MT保持，形成图案化束226，并且所述图案化束226由所述投影系统PS经由反射元件228、230成像到由晶片台或衬底台WT所保持的衬底W上。

在照射光学器件单元IL和投影系统PS中通常可以存在比示出的元件更多的元件。光栅光谱滤波器240可以可选地存在，这依赖于光刻设备的类型。此外，可以存在比图中显示的反射镜更多的反射镜，例如在投影系统PS中可以存在除图2中显示的元件以外的1至6个额外的反射元件。

收集器光学器件CO(如图2中图示的)被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例。所述掠入射反射器253、254和255围绕光轴O被轴向对称地设置并且这种类型的收集器光学器件CO优选地与放电产生的等离子体源(经常被称为DPP源)结合使用。

示例性光刻单元

图4示出了光刻单元300的示意图，所述光刻单元有时也被称为光刻元或簇。光刻设备100或200可以形成光刻单元400的一部分。光刻单元300还可以包括用于在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影装置DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同过程设备之间移动所述衬底，并且随后传递至所述光刻设备的进料台LB。这些装置通常被统称为轨道或涂覆显影系统，并且处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述轨道控制单元TCU本身由所述管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制所述光刻设备。因此，可以操作不同设备以最大化吞吐量和处理效率。

预对准系统的示例性实施例

图5示出了根据一些实施例的使用内置同轴照射来测量图案形成装置在X、Y位置和Rx取向中的定位的预对准系统500的示意图。

在一个实施例中，预对准系统500可以是图案形成装置(例如，掩模版)预对准系统，所述图案形成装置预对准系统包括同轴照射源518和单路径传感系统502。在一些实施例中，同轴照射源518可以是LED、或激光产生等离子体，并且被配置成用于提供沿法线方向朝向图案形成装置516的入射束。单路径感测系统502可以包括用以形成物体光路(或物镜组通路)的物镜组512、以及用以形成图像光路(或图像透镜组通路)的图像透镜组514。在本说明书中应理解，术语光学系统、透镜系统、透镜组、光路、和透镜通路可以是能够互换地使用的。

在一些实施例中，在检测到图案形成装置516的存在时，预对准系统500可以照射所述图案形成装置以执行必要的检查测量。如图5中示出的，预对准系统500可以包括同轴照射源518，所述同轴照射源与物镜组512同轴并且被配置成将照射和入射束520提供到图案形成装置516上。例如，来自同轴照射源518的入射束520可以穿过光反射器(例如，反射镜、分束器，等)510和物体光路组512以照射图案形成装置516。

入射束520可以从所述图案形成装置反射、衍射、散射等，并且产生0阶衍射束522和±1阶衍射束524。所产生的0阶衍射束522可以穿过物镜组512，且然后被反射器510反射以形成回射束。

回射束可以穿过图像透镜组514并且到达光检测器(或传感器)508。光检测器508和反射器510在图像透镜组514处各自位于另一个的相对端处。如图5中示出的，光反射器510位于物镜组512与图像透镜组514之间，以反射来自被照射的图案形成装置522的0阶衍射束，以朝向光检测器508形成回射束。

光检测器508可以由传感器或传感器阵列形成，所述传感器或传感器阵列可以是电容性的或包括一个或更多个平面电极。每个传感器或阵列可以是光学的，并且可以包括光检测器，诸如光电二极管(例如，象限雪崩光电二极管等)。光检测器508可以被配置成检测所述回射束以测量所述图案形成装置的X-Y位置和所述图案形成装置的取向(例如，Rz取向)。

在一些实施例中，图案形成装置转移设备(例如，图2中的图案形成装置交换设备V)可以被配置成最小化图案形成装置/掩模版交换时间、粒子产生，并且减少来自卡盘和/或图案形成装置(诸如图案形成装置516)的接触力或应力。所述图案形成装置交换设备V也可以在图案形成装置交换过程中(例如，在光刻装置LA中)增加总吞吐量。

在一些现有的预对准系统中，一系列照射器被布置成倾斜照射方案，以将入射束投影到所述图案形成装置上。取决于所述照射，则1阶衍射束由物镜组收集。即，所述一系列照射器以等于0阶衍射束与1阶衍射束之间的衍射角526的角度倾斜。高百分比(例如，超过大约99％)的能量的折射光的构成了0阶束522。因而，当使用倾斜照射方案时，使用多个光源来确保1阶衍射束的强度足够强以由光检测器或传感器检测。例如，现有的EUV预对准传感器采用四个发光二极管(LED)。通过使用所披露的同轴照射，由于来自目标的0阶衍射束被物镜组收集以用于感测目的，因此可以使用仅一个LED来提供足够的强度以检测0阶衍射束。

应注意，所述同轴照射源可以被安装在预对准系统内的不同位置处，这取决于所述预对准系统的所需大小和性能考虑。例如，如图6中示出的，根据一些其它实施例，使用同轴照射来对图案形成装置在X、Y位置和Rx取向中的定位进行测量的预对准传感器600的示意图。预对准传感器600的构造和部件可以等同于预对准传感器500的构造和部件，不同之处在于：同轴照射源638被布置在靠近于图像透镜组514的部位处。光源反射器630被配置成将从同轴照射源638所产生的照射束反射到图像透镜组514的光轴的方向(如图6中示出的水平方向)。

在一些实施例中，同轴照射源可以用于同时地照射多个光学通路/路径(例如，上光路和多个下光路中的一个下光路)以用于成像和/或其它应用。图7示出了根据一些其它实施例的使用内置同轴照射来测量图案形成装置在X、Y位置和Rx取向中的定位的预对准系统700的示意图。

在一个实施例中，预对准系统700可以是图案形成装置(例如，掩模版)预对准系统，其包括同轴照射源718和包含多个透镜组的多路径传感阵列702。例如，在一个实施例中，多路径传感阵列702包括：公共物体光路726、下物体光路728、上图像光路704、和下图像光路706。

在一些实施例中，在检测到图案形成装置516的存在时，预对准系统700可以照射所述图案形成装置以执行必要的检查测量。如图7中示出的，预对准系统700可以包括同轴照射源718，所述同轴照射源与公共物体光路726和下物体光路728同轴，并且被配置成将照射和入射束520提供到图案形成装置516上。

例如，来自同轴照射源518的入射束520可以穿过下物体光路728和公共物体光路726以照射图案形成装置516。

入射束520可以从所述图案形成装置反射、衍射、散射等，并且产生0阶衍射束522和±1阶衍射束524。所产生的0阶衍射束522可以穿过公共物体光路726和下物体光路728，并且由上反射器710和下反射器712反射以形成两个回射束。

上分束器710可以将接收到的0阶衍射束分成两个束，第一个可被引导到上检测器708上，并且第二个可被朝向下图像光路706引导。下图像光路706可以包括下分束器或反射镜712(取决于是否采用额外的下通路)。两个回射束可以穿过上图像光路704和下图像光路706，并且分别到达上光检测器708和下光检测器714。上光检测器708和上反射器710在上图像透镜组704处0各自位于另一个的相对端处。下光检测器714和下反射器712在下图像透镜组706处各自位于另一个的相对端处。

上光检测器708和下光检测器714中的每个可以由传感器或传感器阵列形成，所述传感器或传感器阵列可以是电容性的或包括一个或更多个平面电极。每个传感器或阵列可以是光学的，并且可以包括光检测器，诸如光电二极管(例如，象限雪崩光电二极管等)。如图7中示出的，上反射器710位于公共物镜组726与上图像透镜组704之间，并且被配置成将0阶衍射束522的一部分朝向上光检测器708重定向。类似地，下反射器712位于下物镜组728与下图像透镜组706之间，并且被配置成将0阶衍射束522的一部分朝向下光检测器714重定向。

在一些实施例中，预对准系统700采用图7中所描述的双通路配置来测量图案形成装置的位置偏移。例如，预对准系统700可以利用上图像光路704和下图像光路706来测量所述图案形成装置的X-Y位置和所述图案形成装置的取向(例如，Rz取向)。

在一些实施例中，上图像光路704和下图像光路706可以被设置成具有不同的配置以测量反射束的不同特性。例如，当图案形成装置516被照射时，入射光可以被在所述图案形成装置上发现的图案反射(或在此实例中折射)并且被部分地修改。在接收到折射束时，上图像光路704和下图像光路706接收相同的束信号，并且取决于它们的设置，可以针对图案形成装置516的不同光学特性提供分析和测量。

在一个示例中，上图像光路704可以接收所述束并且将所述图案形成装置的图像投影到上光检测器708上，以用于通过处理所述图案形成装置的所述图像和检测所述图案形成装置上的器件标识来测量图案形成装置的X位置和Y位置。另外，上光检测器708可以被配置为条形码读取器，并且可以被配置成读取所述图案形成装置图像内的条形码以识别所述图案形成装置。类似地，下图像光路706可以接收所述束并且将所述图案形成装置的所述图像投影到下光检测器714上，以用于反转所述图案形成装置的所述图像来测量不同的对准和/或定位属性。应注意，上图像光路704和下图像光路706可以与它们各自的传感器一起被配置成执行所述图案形成装置图像的其它光学测量。

如上文所描述的，在现有的倾斜照射方案中，以被设计成满足由形成在对准标记的元件上的2D衍射光栅所施加的衍射要求的角度而布置多个光源。就这点而言，所述照射器倾斜角可以特定于所采用的照射波长，和所述图案形成装置内的对准标记的特征中的光栅周期。由于双通路配置或多通路配置可能需要不同的波长来用于测量反射束的不同特性，因此现有的倾斜照射方案需要甚至更多数量的光源被布置成被设计为基于反射束的不同波长来满足不同的衍射要求的不同角度。例如，现有的EUV预对准传感器可以针对双通路配置利用八个发光二极管(LED)。

所披露的同轴照射的使用可以有助于降低在倾斜照射中设置照射源的复杂性。在一些实施例中，同轴照射源可以用于同时地照射所有光学通路/路径(例如，上光路和多个下光路中的一个下光路)以用于成像和/或其它应用。例如，具有不同波长的不同光源可以被安装在与公共物镜组726和下物镜组728同轴的相同部位处。因而，同轴照射可以提供额外的益处，包括照射器安装和对准的简易性、不依赖于照射波长、照射器更换的简易性、可以针对两个通路使用单个照射器、以及照射均匀性。

也应注意，具有不同波长的同轴照射源可以被分离地安装在所述预对准系统内的不同位置处，这取决于所述预对准系统的所需大小和性能考虑。例如，如图8中示出的，根据一些其它实施例，使用同轴照射来测量图案形成装置在X、Y位置和Rx取向中的定位的预对准传感器800的示意图。预对准传感器800的构造和部件可以等同于预对准传感器700的构造和部件，不同之处在于：两个单独的同轴照射源818和828可以分别地被布置成靠近上图像透镜组704和下图像透镜组706。同轴照射源818和828可以具有不同的波长。上光源反射器823可以被配置成将从上同轴照射源828所产生的所述照射束反射到上图像透镜组704的光轴的方向。下光源反射器813被配置成将从下同轴照射源818所产生的所述照射束反射到下图像透镜组706的光轴的方向。

在一些实施例中，多路径传感阵列可以包括可以被配备以测量所述图案形成装置图像的不同性质和/或属性的较多光路。图9示出了根据一些实施例的包括准直光学分支作为水平传感器即高度传感器的预对准系统900的示意图。如前文所指示的，图案形成装置水平对准(在X和Y方向上)在光刻的图案形成装置转移阶段是重要的。例如，在转移到静电卡盘时，不水平或未对准的图案形成装置可能会受损坏。这种未对准还可能导致所述静电卡盘本身的损坏，从而导致增加的成本、和在处理中的延迟。此外，这种损坏可能会影响光刻过程的准确性。因此，预对准系统700示出了如本文进一步描述的在紧凑且有效的设计内测量图案形成装置的位置、取向和倾斜的多通路(例如，多分支、多光路)系统的示意图。

在一些实施例中，预对准系统900包括三通路(分支)传感阵列，所述三通路传感阵列合并了来自图8和图9中所描述的预对准系统的额外的传感阵列通路902。通过在所述通路内包括准直器904，传感阵列通路902可以被配置为准直通路。传感阵列通路902可以用能够互换的方式称为准直光路902。在一些实施例中，准直光路902可以包括耦合到分束器908的同轴照射源906。同轴照射源906向图案形成装置516提供入射照射。在被照射之后，图案形成装置516可以反射和/或折射所述束，从而提供0阶折射束910。

在一些实施例中，所述同轴照射可以是科勒(Kohler)照射，所述科勒照射用于产生均匀照射并且确保所述照射源的图像在所得到的图像中不可见。例如，科勒照射可以用于产生物体(例如，所述图案形成装置或掩模版)的均匀照射，并且确保所述照射源的图像在所得到的图像中不可见。科勒同轴照射可以提供减少眩光和不均匀照射的额外的益处。这将导致对所产生的图案形成装置图像的干涉减少，因为所述照射源将不可见。

在一些实施例中，0阶折射束910经由分束器912被分离，并且被投影到(a)下传感阵列光路702(用于测量所述图案形成装置的定位和Rx)和(b)准直光路902内的准直器904。在接收到从分束器912反射的回射束之后，准直器904提供被投影到光学传感器(诸如检测器716)上的准直束914。

根据一个实施例，所述多路径传感阵列可以包括准直光路902与下多路径传感阵列(例如，包括上光路704和下光路706的传感阵列702)的组合。这种组合提供了性能和封装的益处。例如，通过组合被设计为检测图案形成装置的水平计即高度计的准直光路902，并且还利用多路径传感阵列702(其处理图案形成装置图像)来测量图案形成装置的倾斜，提供了分离干涉测量的简化封装。此实施方式使得能够将在包含紧凑封装的单个预对准传感器装置中测量准直光信号的特性以及测量所述图案形成装置的图像数据的特性、以及执行所述图案形成装置的多个测量进行组合。

在一个示例中，预对准系统900可以被配置成允许准直光路902与两个下光路中的任何一个下光路同时使用。通过仅从与光路相关联的传感器提取数据，这可以减少测量时间、处理能力使用、处理能力，等等。

图10示出了根据一些实施例的包括准直光学分支和位于水平传感器下方的照射器块的预对准系统1000的示意图。在一些实施例中，预对准系统1000的模块化配置允许基于所述预对准系统本身的大小要求、以及多通路/多路径配置，将所述同轴照射源1006放置在不同位置。例如，所述照射器可以被放置在属于两个或更多个通路(光路)的公共空间中。由于所述光源与所述图案形成装置之间的光学元件的数量最少，这可能导致光损耗的减少。另外，所述照射器可以受益于在所述公共空间内所提供的增加的空间。

在一些实施例中，同轴照射源1006可以被实施为整个预对准系统1000的唯一照射源。这种配置可以提供额外的益处，诸如模块紧凑性和对图案形成装置样品的均匀照射。可替代地，同轴照射源1006可以被实施为用于准直光路902的照射源，而不同的同轴照射源/机构(例如，同轴照射源718、818、828(如在图7和图8中示出的)可以针对下分支(例如，多路径传感阵列702)来实现。在一些实施例中，所述图案形成装置可以被定位在远离所述传感器的不同距离处，而不需要对传感器进行组件调整或装配调整。这利用同轴照射源1006提供了额外的益处，因为它将不会需要任何额外的照射/传感器调节(如将会是外部/倾斜照射源的情况)。

在示例性实施例中，在激活同轴照射源1006时，入射束被投影到分束器1018上，所述分束器将所述入射光向上朝向准直光路902和图案形成装置516以及向下朝向多路径传感阵列702而分开。准直光路902初始地接收所述入射光并且将所述光源的准直图像投影到检测器916上作为参考点(例如，第一点)。当所述入射光从图案形成装置516反射时，0阶反射束被投影回分束器912上，且然后被投影到准直光路902和多路径传感阵列702上。

如前文所指出的，多路径传感阵列702与准直光路902的组合使得预对准系统1000能够执行所述图案形成装置的协调和转移所必需的各种测量。因此，在一个实施例中，分束器912将接收到的图案形成装置图像投影到准直光路902和多路径传感阵列702上。在这一点，准直光路902准直所接收到的图像并且将其作为准直束(例如，第二点)投影到检测器916上。因此，传感器916随后通过测量差量(第一点与第二点之间的偏差距离)来测量所述图案形成装置的相对倾斜。下面进一步描述传感器916的操作。由于准直图像被准直以变成为单个投影点，则图像的内容与由检测器916执行的测量无关。

如上文所描述的，现有的EUV掩模版预对准传感器利用倾斜照射方案，这可能具有若干缺点。例如，需要呈一角度设计而倾斜的多个LED以满足由形成在对准标记的元件上的2D衍射光栅所施加的衍射要求。多个照射LED以高精确度来安装，从而给机械设计和对准带来不必要的负担。此外，由于所述照射器倾斜角特定于所述对准标记的特征中的所采用的波长和光栅周期，因此改变照射波长可能需要机械再设计和/或特征的衍射图案的改变。其它缺点包括在为多通路系统安装额外的照射器组时的挑战、以及难以维持照射均匀性。

本文中描述的预对准传感器利用内置同轴照射代替倾斜照射，因而在图案形成装置的测量中提供紧凑的设计和增强的准确度。这种内置同轴照射布置可以被应用于单分支、双分支、或多分支预对准传感器系统。可以根据可用的空间机械布局来选择一个或更多个同轴照射器的放置，如上文结合图5至图10所描述的。

所披露的内置同轴照射方案的优点包括但不限于照射器安装和对准的简易性、不依赖于照射波长、照射器更换的简易性、针对多通路预对准传感器的两个或更多个分支使用单个照射器、改善的照射均匀性，等等。此外，所披露的同轴照射布置的亮场照射可以提供传感器的动态范围的较好使用。如此，所述图案形成装置上的伪特征可以看起来明亮、与背景融合，并且较易于通过图像处理来消除。此外，通过利用内置同轴照射来替换倾斜照射，从物体空间(掩模版附近)移除倾斜照射器可以使得由倾斜照射器所占据的空间可用于额外的传感器，如接近传感器、倾斜传感器、和其它传感器、或它们的组合。

也应注意，在本公开的一些不同实施例中，可以在多通路预对准传感器系统的不同分支中使用不同波长的照射器，以用于测量所述图案形成装置的不同性质。也可以在多通路预对准传感器系统的单个分支中使用不同波长的照射器，以增强可靠性。

具体地，同轴科勒(Kohler)照射与充当水平检测器的准直通路的组合提供了改善的照射技术的两个主要功能，而同时还提供了用于检测图案形成装置倾斜的测量通路。同轴科勒照射源可以被合并入所述测量通路内，以用于实现较紧凑的模块化设计。此外，由所述科勒同轴照射源所提供的照射可以用作针对多通路系统的公共光源，并且提供益处，诸如模块紧凑性、样品图案形成装置的均匀照射、以及图像伪影的减少和高对比度。此外，公共源照射方法简化了系统设计，并且允许所述预对准系统的模块化设计。这种模块化设计可以使得能够包括额外的模块化通路以执行对所述图案形成装置的其它测量，而同时维持紧凑性和准确性。

可以使用下方面进一步描述这些实施例：

1.一种图案形成装置预对准传感器系统，包括：

至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；

沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；

第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及

第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器；

其中所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。

2.根据方面1所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第一光反射器，并且被配置成沿所述物镜组通路发射所述入射束。

3.根据方面1所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括靠近于所述第一图像透镜组通路布置的第一照射源；以及

所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿第一图像透镜组通路的方向。

4.根据方面1所述的系统，其中：

所述第一光反射器包括第一分束器；以及

所述系统还包括：

下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一分束器的所述0阶折射束；

第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及

第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器；

其中所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外的部位特征。

5.根据方面4所述的系统，其中：

所述第一光传感器和所述第二光传感器被配置成检测所述第一回射束和所述第二回射束以确定所述图案形成装置的X-Y平面部位特征和旋转特征。

6.根据方面4所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束。

7.根据方面6所述的系统，其中，所述第一照射源同时地照射所述第一透镜组通路和第二图像透镜组通路。

8.根据方面6所述的系统，其中：

所述至少一个照射源还包括第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及

所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

9.根据方面4所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括：

第一照射源，被布置成靠近于所述第一图像透镜组通路；和

第二照射源，被布置成靠近于所述第二图像透镜组通路；

其中：

所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向；以及

所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的第二方向。

10.根据方面9所述的系统，其中：

所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

11.根据方面4所述的系统，还包括：

第三光反射器，所述第三光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第三回射束；和

第三图像透镜组通路，所述第三图像透镜组通路包括被配置成将所述第三回射束聚焦到第三光传感器的准直器；

其中，所述第三光传感器被配置成检测被聚焦的第三回射束以确定所述图案形成装置的相对倾斜。

12.根据方面11所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束，以同时地照射所述第一图像透镜组通路、第二图像透镜组通路和所述第三图像透镜组通路。

13.根据方面12所述的系统，其中，所述至少一个照射源还包括：

第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及

所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

14.根据方面12所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括产生准直束的第三光源，所述准直束照射所述图案形成装置；

所述第三光传感器被配置成基于所述第三光传感器的焦点与由所述被聚焦的第三回射束所产生的点之间的位移测量值来测量所述图案形成装置的所述相对倾斜。

15.根据方面14所述的系统，其中，所述第三光源是被配置成提供对所述图案形成装置的均匀照射的同轴科勒照射源。

16.根据方面14所述的系统，其中：

所述第三光源被布置成靠近于所述第三图像透镜组通路；

其中所述第三图像透镜组通路包括第三源反射器，所述第三源反射器被配置成将从所述第三照射源发射的准直束重定向到沿第三图像透镜组通路的第三方向。

17.根据方面14所述的系统，其中：

所述第三光源被布置在所述物镜组通路内。

18.根据方面11所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括：

第一照射源，被布置成与所述第一图像透镜组通路相邻；

第二照射源，被布置成与所述第二图像透镜组通路相邻；

第三照射源，被布置成与所述第三图像透镜组通路相邻；

其中：

所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向，

所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的方向，并且

所述第三图像透镜组通路包括第三源反射器，所述第三源反射器被配置成将从所述第三照射源发射的入射光重定向到沿所述第三图像透镜组通路的方向。

19.一种光刻设备，包括：

图案形成装置预对准传感器系统，所述图案形成装置预对准传感器系统包括：

至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；

沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；

第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及

第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器；

其中所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。

20.根据方面19所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置预对准传感器系统还包括：

下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一光反射器的所述0阶折射束；

第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及

第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器；

其中所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外的部位特征。

21.根据方面20所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置预对准传感器系统还包括：

第三光反射器，所述第三光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第三回射束；和

第三图像透镜组通路，所述第三图像透镜组通路包括被配置成将所述第三回射束聚焦到第三光传感器的准直器；

其中，所述第三光传感器被配置成检测被聚焦的第三回射束以确定所述图案形成装置的相对倾斜。

虽然本文具体提及的是光刻设备用于集成电路的制造中，但是，应理解，这里所述的光刻设备可以具有其它应用，例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道单元或涂覆显影系统单元(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对曝光后的抗蚀剂进行显影的工具)、量测单元和/或检查单元中进行处理。在适用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具。另外，可以将衬底处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得本文中所使用的术语衬底也可以指已经包含多个处理后的层的衬底。

虽然上文已经在光学光刻术的情境下使用本发明的实施例进行具体参考，但是将理解，本发明可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了产生在衬底上的图案。图案形成装置的形貌可以被压印到供给至所述衬底的抗蚀剂层中，由此所述抗蚀剂通过应用电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出所述抗蚀剂，从而在其中留下图案。

应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制性目的，使得本公开中的术语或措辞将由相关领域技术人员按照本文中的教导来解释。

在本文中描述的实施例中，在情境允许的情况下，术语“透镜”和“透镜元件”可以指各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学部件。

此外，本文中使用术语“辐射”、“束”和“光”可以包含所有类型的电磁辐射，所述电磁辐射包括紫外(UV)辐射(例如具有365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长λ)和极紫外(EUV或软X-射线)辐射(例如，具有在5nm-20nm的范围内的波长，诸如例如13.5nm的波长)，或在小于5nm下工作的硬X-射线，以及粒子束(诸如离子束或电子束)。通常，具有介于大约00nm至大约700nm之间波长的辐射被认为是可见光辐射；具有介于大约780nm至3000nm(或更大)之间波长的辐射被认为是IR辐射。UV指的是具有大约100nm至400nm波长的辐射。在光刻术中，术语“UV”也适用于可以由汞放电灯产生的波长：G线436nm；H线405nm；和/或I线365nm。真空UV或VUV(即，被气体吸收的UV)指的是具有约100nm至200nm波长的辐射。深UV(DUV)通常指具有从126nm至428nm波长范围的辐射，并且在实施例中，准分子激光器可以产生在光刻设备内使用的DUV辐射。应理解，具有在例如5nm至20nm范围内波长的辐射指具有至少部分地介于5nm至20nm范围内的某一波长带的辐射。

如本文中使用的术语“衬底”可以描述其上添加有各材料层的材料。在一些实施例中，所述衬底其本身可以被图案化，并且添加在其顶部的材料还可以被图案化，或者可以保持不被图案化。

虽然在本文中可以对根据本发明的设备和/或系统在IC的制造中的使用进行具体参考，但是应明确地理解，这样的设备和/或系统可以具有许多其它可能的应用。例如，这样的设备和/或系统可以被用于集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、LCD面板、薄膜磁头等。技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，在这种情境下术语“图案形成装置”、“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应被认为分别被更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”替换。

虽然本发明的具体实施例已经在上文中描述过，但是应当理解，本发明可以用并非所描述的方式实践。本说明书不旨在限制本发明。

将理解，具体实施方式章节而不是发明内容章节和说明书摘要章节被旨在用于解释权利要求。如由发明者考虑到的，发明内容章节和说明书摘要章节可以阐明本发明的一个或更多个而不是所有示例性实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本发明和随附权利要求。

上文已经借助于图示出指定功能的实施方式及其相互关系的功能性构件块描述了本发明。为了描述方便，在本文中已经任意地限定了这些功能性构造块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换的边界。

具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，在不背离本发明的总体构思且不进行过度实验的情况下，其它人可以通过应用本领域技术范围内的知识而容易地修改和/或适应例如这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文中提出的教导和指导，这样的适应和修改旨在落入所公开的实施例的等同物的含义和范围内。

本发明的广度和范围不应受到上文描述的任何的示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种图案形成装置预对准传感器系统，包括：

至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；

沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；

第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及

第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器；

其中所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第一光反射器，并且被配置成沿所述物镜组通路发射所述入射束。

3.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括靠近于所述第一图像透镜组通路布置的第一照射源；以及

所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿第一图像透镜组通路的方向。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一光反射器包括第一分束器；以及

所述系统还包括：

下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一分束器的所述0阶折射束；

第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及

第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器；

其中所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外的部位特征。

5.根据权利要求4所述的系统，其中：

所述第一光传感器和所述第二光传感器被配置成检测所述第一回射束和所述第二回射束以确定所述图案形成装置的X-Y平面部位特征和旋转特征。

6.根据权利要求4所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一照射源同时地照射所述第一透镜组通路和第二图像透镜组通路。

8.根据权利要求6所述的系统，其中：

所述至少一个照射源还包括第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及

所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括：

第一照射源，被布置成靠近于所述第一图像透镜组通路；和

第二照射源，被布置成靠近于所述第二图像透镜组通路；

其中：

所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向；以及

所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的第二方向。

10.根据权利要求9所述的系统，其中：

所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

11.根据权利要求4所述的系统，还包括：

第三光反射器，所述第三光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第三回射束；和

第三图像透镜组通路，所述第三图像透镜组通路包括被配置成将所述第三回射束聚焦到第三光传感器的准直器；

其中，所述第三光传感器被配置成检测被聚焦的第三回射束以确定所述图案形成装置的相对倾斜。

12.根据权利要求11所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束，以同时地照射所述第一图像透镜组通路、第二图像透镜组通路和所述第三图像透镜组通路。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述至少一个照射源还包括：

第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及

所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。

14.根据权利要求12所述的系统，其中：

所述至少一个照射源包括产生准直束的第三光源，所述准直束照射所述图案形成装置；

所述第三光传感器被配置成基于所述第三光传感器的焦点与由所述被聚焦的第三回射束所产生的点之间的位移测量值来测量所述图案形成装置的所述相对倾斜。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第三光源是被配置成提供对所述图案形成装置的均匀照射的同轴科勒照射源。

16.根据权利要求14所述的系统，其中：

所述第三光源被布置成靠近于所述第三图像透镜组通路；

其中所述第三图像透镜组通路包括第三源反射器，所述第三源反射器被配置成将从所述第三照射源发射的准直束重定向到沿第三图像透镜组通路的第三方向。

17.根据权利要求14所述的系统，其中：

所述第三光源被布置在所述物镜组通路内。

18.根据权利要求11所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括：

第一照射源，被布置成与所述第一图像透镜组通路相邻；

第二照射源，被布置成与所述第二图像透镜组通路相邻；

第三照射源，被布置成与所述第三图像透镜组通路相邻；

其中：

所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向，

所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的方向，并且

所述第三图像透镜组通路包括第三源反射器，所述第三源反射器被配置成将从所述第三照射源发射的入射光重定向到沿所述第三图像透镜组通路的方向。

19.一种光刻设备，包括：

图案形成装置预对准传感器系统，所述图案形成装置预对准传感器系统包括：

至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；

沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；

第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及

第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器；

其中所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。

20.根据权利要求19所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置预对准传感器系统还包括：

下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一光反射器的所述0阶折射束；

第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及

第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器；

其中所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外的部位特征。

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